Als kernmateriaal van medische maskers heeft de filtratie-efficiëntie van meltblown-stof direct invloed op de beschermende werking van maskers. Er zijn veel factoren die de filtratieprestaties van meltblown-stof beïnvloeden, zoals de dichtheid van de vezellijn, de structuur van het vezelgaas, de dikte en de dichtheid.
Echter, als eenluchtfiltratiemateriaalbij maskers geldt dat als het materiaal te strak zit, de poriën te klein zijn en de ademhalingsweerstand te hoog is, de gebruiker de lucht niet soepel kan inademen en het masker zijn waarde verliest.
Dit vereist dat het filtermateriaal niet alleen de filtratie-efficiëntie verbetert, maar ook de ademhalingsweerstand zoveel mogelijk minimaliseert. Ademhalingsweerstand en filtratie-efficiëntie vormen een tegenstrijdig paar. De elektrostatische polarisatiebehandeling is de beste manier om de tegenstelling tussen ademhalingsweerstand en filtratie-efficiëntie op te lossen.
Het filtratiemechanisme van smeltgeblazen textiel
In het filtratiemechanisme van smeltgeblazen filtermaterialen omvatten de algemeen erkende mechanismen voornamelijk Brownse diffusie, interceptie, traagheidsbotsing, zwaartekrachtbezinking en elektrostatische adsorptie. Omdat de eerste vier principes allemaal mechanische barrières zijn, kan het filtratiemechanisme van smeltgeblazen stoffen eenvoudigweg worden samengevat als mechanische barrières en elektrostatische adsorptie.
Mechanische barrière
De gemiddelde vezeldiameter vanpolypropyleen smeltgeblazen stofis 2-5 μm en druppeltjes met een deeltjesgrootte groter dan 5 μm in de lucht kunnen worden geblokkeerd door het smeltgeblazen materiaal.
Wanneer de diameter van het fijnstof kleiner is dan 3 μm, worden de vezels in het meltblown-weefsel willekeurig gerangschikt en met elkaar verweven om een filterlaag met meerdere gebogen kanalen te vormen. Wanneer de deeltjes door verschillende soorten gebogen kanalen of paden gaan, wordt het fijnstof door de mechanische filtratie van der Waalskracht aan het vezeloppervlak geadsorbeerd.
Wanneer zowel de deeltjesgrootte als de luchtstroomsnelheid groot zijn, komt de luchtstroom bij het filtermateriaal terecht en wordt deze geblokkeerd. Hierdoor gaat de luchtstroom eromheen stromen, terwijl de deeltjes door de traagheid loskomen van de filterlijn en direct tegen de vezels botsen, waar ze worden opgevangen.
Wanneer de deeltjesgrootte klein is en de stroomsnelheid laag, diffunderen de deeltjes door de Brownse beweging en botsen ze tegen de vezels die moeten worden opgevangen.
Elektrostatische adsorptie
Elektrostatische adsorptie verwijst naar het opvangen van deeltjes door de Coulomb-kracht van geladen vezels (polarisaties) wanneer de vezels van het filtermateriaal geladen zijn. Wanneer stof, bacteriën, virussen en andere deeltjes door het filtermateriaal dringen, kan de elektrostatische kracht niet alleen effectief geladen deeltjes aantrekken, maar ook geïnduceerde gepolariseerde neutrale deeltjes opvangen door middel van elektrostatische inductie. Naarmate het elektrostatische potentiaal toeneemt, wordt het elektrostatische adsorptie-effect sterker.
Inleiding tot het elektrostatische elektrificatieproces
Omdat de filtratie-efficiëntie van gewone meltblown non-wovens minder dan 70% bedraagt, is het niet voldoende om uitsluitend te vertrouwen op het mechanische barrière-effect van de driedimensionale aggregaten van vezels met fijne vezels, kleine holtes en een hoge porositeit, geproduceerd door meltblown ultrafijne vezels. Daarom voegen meltblown filtratiematerialen over het algemeen elektrostatische ladingseffecten toe aan de meltblown stof door middel van elektrostatische polarisatietechnologie. Door elektrostatische methoden te gebruiken om de filtratie-efficiëntie te verbeteren, is een filtratie-efficiëntie van 99,9% tot 99,99% mogelijk. Een zeer dunne laag kan aan de verwachte normen voldoen en de ademhalingsweerstand is ook laag.
De belangrijkste methoden voor elektrostatische polarisatie zijn momenteel elektrospinnen, corona-ontlading, wrijvingsgeïnduceerde polarisatie, thermische polarisatie en elektronenbombardement met lage energie. Corona-ontlading is momenteel de beste elektrostatische polarisatiemethode.
De corona-ontladingsmethode is een methode waarbij het smeltgeblazen materiaal wordt opgeladen via een of meer sets naaldvormige elektroden (over het algemeen een spanning van 5-10 kV) van een elektrostatische generator voordat het smeltgeblazen vezelgaas wordt gewikkeld. Wanneer er een hoge spanning wordt aangelegd, veroorzaakt de lucht onder de naaldpunt corona-ionisatie, wat resulteert in een lokale doorslagontlading. Dragers worden afgezet op het oppervlak van het smeltgeblazen materiaal onder invloed van het elektrische veld, en sommige dragers worden diep in het oppervlak opgevangen door de vallen van de stationaire moederdeeltjes, waardoor het smeltgeblazen materiaal een filtermateriaal wordt voor het stationaire lichaam.
Het verhogen van de oppervlaktelading van het smeltgeblazen materiaal kan worden bereikt door middel van de corona-ontladingsmethode voor elektrostatische ontladingsbehandeling. Om het verval van deze elektrostatische opslag te voorkomen, moeten de samenstelling en structuur van het smeltgeblazen elektrodemateriaal echter bevorderlijk zijn voor het vasthouden van lading. De ladingopslagcapaciteit van elektreetmaterialen kan worden verbeterd door additieven met ladingopslageigenschappen toe te voegen om ladingvallen te genereren en ladingen te vangen.
Daarom is bij de productie van smeltgeblazen materialen voor luchtfiltratie, vergeleken met gewone smeltgeblazen productielijnen, het toevoegen van hoogspannings-elektrostatische ontladingsapparaten in de productielijn vereist en het toevoegen van polaire masterbatch, zoals toermalijndeeltjes, aan de productiegrondstof polypropyleen (PP).
De belangrijkste factoren die het effect van elektrospinbehandeling op smeltgeblazen stoffen beïnvloeden
1. Laadomstandigheden: laadtijd, laadafstand, laadspanning;
2. Dikte;
3. Geëlektrificeerde materialen.
Dongguan Liansheng Non-woven Technology Co., Ltd.werd opgericht in mei 2020. Het is een grootschalige productieonderneming voor non-woven stoffen die onderzoek en ontwikkeling, productie en verkoop integreert. Het kan verschillende kleuren PP spingebonden non-wovens produceren met een breedte van minder dan 3,2 meter, van 9 gram tot 300 gram.
Plaatsingstijd: 26-10-2024